Moţnosti vyuţití Leksellova gama noţe

Transkript

1 Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích Zdravotně sociální fakulta Ústav radiologie, toxikologie a ochrany obyvatelstva Bakalářská práce Moţnosti vyuţití Leksellova gama noţe Vypracoval: Bc. Lukáš Ryvola Vedoucí práce: Mgr. Zuzana Freitinger Skalická, Ph.D. České Budějovice 2016

2 Abstrakt V současné době je Leksellův gama nůţ plnohodnotnou součástí stereotaktické radiochirurgie a nabízí podíl v léčbě mnoha onemocnění. Jedinečnost terapie spočívá v jednorázovém fokusovaném ozáření chorobného loţiska bez potřeby chirurgické incize. Jednorázově aplikovaná dávka totiţ vede k navození několikanásobně většího radiobiologického efektu narozdíl od frakcionované radioterapie, kdy je radiační dávka aplikována v mnoha frakcích. Pro radiochirurgii není limitující radiosenzitivita cílové léze, ale její objem. Proto jsou k ozáření gama noţem vhodné léze s velikostí do 3 cm v průměru. Vzhledem k technické konstrukci se Leksellův gama nůţ vyuţívá v oblasti hlavy, kaudálním směrem je nejkrajněji dosaţitelný cíl 16,5 cm od vertexu hlavy. Proces radiochirurgického ošetření gama noţem lze rozdělit do několika dílčích etap. V první fázi léčby získávají lékaři pomocí zobrazovacích metod (CT, MRI, PET, angiografie) diagnostické snímky s vyznačenou lokalizací cílové léze. Ve výpočetní matrici následuje stanovení dávkového rozloţení v lézi a jejím okolí. V třetí etapě jsou stanoveny rozměry hlavy za asistence kulové helmice z plastu, které mají geometricky totoţný střed se stereotaktickým rámem. Odborníci helmici umístí na základnu rámu a pomocí měřítka změří vzdálenost od lebky k povrchu plastikové helmice. Zároveň je určena tloušťka tkáně od středu rámu k povrchu hlavy. Poslední fáze představuje začátek vlastního léčebného zákroku. Lékař aplikuje lokální anestezii. Následně je nasazen stereotaktický rám. Ten musí být dostatečně fixován šrouby, aby nedošlo k jeho posunutí. Poté je provedeno ozáření. Zákrok Leksellovým gama noţem má mnoho výhod. Jedná se o minimálně invazivní metodu, která nezasahuje do zdravé tkáně, navíc není zapotřebí celkové anestezie. Další pozitivum lze spatřit v rychlé rekonvalescenci a aţ v 90% úspěšnosti léčby. Cílem této bakalářské práce je analyzovat počet pacientů a nejčastější diagnózy, se kterými se můţeme setkat při léčbě na Leksellově gama noţi, a dále provést rozbor neţádoucích účinků výše zmíněné terapie. Teoretická část práce je členěna do několika kapitol. Je zde přehledově uvedena historie vývoje Leksellova gama noţe od počátku aţ do současnosti. Dále pak navazuje

3 kapitola pojednávající o fyzikálních principech stereotaktické radiochirurgie, kde se lze dočíst o charakteristice ionizujícího záření a jeho interakcích. Kapitola zabývající se technickou stránkou Leksellova gama noţe představuje gama nůţ jako systém sestávající se ze samotného přístroje, stereotaktického instrumentaria a plánovacího systému GammaPlan. V dalších oddílech je věnována pozornost průběhu samotné terapie a systému zajištění jakosti. Poslední kapitola teoretické části je zaměřena na základní poznatky z oblasti radiobiologie a účinky ionizujícího záření na ţivý organismus. Metodika v praktické části bakalářské práce spočívá v práci s rešeršovanou literaturou a analýzou statistických dat, která byla poskytnuta Oddělením stereotaktické a radiační neurochirurgie Nemocnice Na Homolce. Před vlastním zahájením analýzy bylo zaţádáno o povolení k získání dat od hlavní sestry Nemocnice Na Homolce Evy Kuříkové a dále doc. MUDr. Romana Liščáka, CSc., primáře Oddělení stereotaktické a radiační neurochirurgie (OSRN). Poté probíhala elektronická a telefonická komunikace s radiologickým asistentem Oddělení stereotaktické a radiační neurochirurgie, Bc. Michalem Schmittem, DiS., který mi poskytl poţadované informace a přispěl také několika radami k psaní této práce. Praktická část je stejně jako ta teoretická rozdělena do několika kapitol. Jednotlivé kapitoly se dle dostupné literatury zabývají vaskulárním onemocnění, maligními nádory, benigními nádory, funkčními onemocněními a oftalmoradiochirurgií. Kaţdý oddíl pro přehlednost zahrnuje graf nejčastějších lézí. Tato onemocnění jsou navíc dále doplněna o stručnou charakteristiku, indikaci k léčbě, samotnou terapii a komplikace, které se mohou objevit po absolvování ošetření na Leksellově gama noţi. Další graf uvedený v závěru praktické části ilustruje vývoj počtu onemocnění v České republice za časový horizont let Kapitola diskuze srovnává výsledky z české a zahraniční literatury. Uvedená analýza literatury a statistických dat z Oddělení stereotaktické a radiační neurochirurgie Nemocnice Na Homolce měla zodpovědět výzkumnou otázku, zda se rozšiřuje počet indikací pro léčbu pomocí Leksellova gama noţe. Při porovnání pouţité literatury se statistickými daty lze konstatovat, ţe okruh indikací zůstává stále beze

4 změn, byť některé jsou v experimentální fázi. K jejich aplikaci v klinické praxi však zatím nedochází. Dále lze říci, ţe zejména v oblasti maligních a benigních nádorů, zvláště pak u meningeomů a metastatických tumorů, dochází k neustále se zvyšujícímu počtu pacientů, kteří absolvují léčbu Leksellovým gama noţem. Závěrem lze shrnout, ţe výzkumná otázka byla zodpovězena a stanovené cíle byly naplněny. Výsledky této bakalářské práce mohou poslouţit studentům oboru radiologický asistent jako další výukový materiál. Klíčová slova Lars Leksell, stereotaktická radiochirurgie, gama nůţ

5 Abstract Leksell gamma knife is currently a full-fledged part of stereotactic radiosurgery and can be useful in treating many diseases. The uniqueness of this therapy lies in one-time disease-site focused radiation treatment without the need of surgical incision. A single applied dose leads to inducing several times higher radiobiological effect contrary to fractionated radiotherapy, where radiation dose is applied in several fractions. Radiosurgery is not limited by radiosensitivity of targeted lesion, but by its volume. Therefore lesions measuring up to 3 cm in diameter are suitable for gamma knife radiation treatment. Due to its technical construction the Leksell gamma knife is used in the area of the head, while the farthest accessible point in caudal direction is 16,5 cm from head vertex. The process of gamma knife radiosurgical treatment can be divided into several partial stages. In the first phase of the treatment, the doctors are taking diagnostic images using screening methods (CT, MRI, PET, angiography) with marked location of targeted lesion. In the computational matrix, dose distribution setting in the lesion and its vicinity follows. In the third phase, dimensions of the head are determined with the help of a plastic spherical helmet concentric with stereotactic frame. The specialists place the helmet on the base of the frame to measure the distance from skull to the plastic helmet surface using a gauge. Simultaneously, tissue thickness from frame centre to head surface is determined. The last phase symbolises the beginning of the medical procedure itself. The doctor applies local anaesthetic before the stereotactic frame is put on, which must be sufficiently fixated with screws to avoid shifting. Radiation treatment is carried out afterwards. The Leksell gamma knife treatment has many advantages. It s a minimally invasive method, which doesn t affect healthy tissue. Moreover, no general anaesthesia is needed. Additional benefits can be seen in the fast recovery time and up to v 90 % treatment success rate. The aim of this bachelor thesis is to analyse the number of patients and the most common diagnoses we can encounter due to Leksell gamma knife treatment, and also carry out an analysis of adverse effects of the above mentioned therapy.

6 The theoretical part of the thesis is divided into several chapters. It includes an overview of evolutionary history of the Leksell gamma knife from the beginning up to present day, followed by a chapter concerning physical principles of stereotactic radiosurgery, where we can read about the characteristics of ionizing radiation and its interactions. Chapter concerning technical aspects of Leksell gamma knife introduces it as a system consisting of the device itself, stereotactic instrumentation and GammaPlan planning system. Following sections pay attention to the therapeutic procedure itself and to the quality assurance system. The last chapter of the theoretical part is focused on basic knowledge from the field of radiology and the effects of ionizing radiation on living organism. Methodology in the practical part of the bachelor thesis is based on working with research papers and analysis of statistical data provided by the Department of Stereotactic and Radiation Neurosurgery at the Na Homolce Hospital in Prague. Before the actual beginning of the analysis, approval for data collection was requested from Eva Kuříková, head of the nursing staff of the Na Homolce Hospital, and also from senior lecturer Roman Liščák, MD, CSc., head physician of Department of Stereotactic and Radiation Neurosurgery (OSRN). Afterwards, electronic and telephonic communication took place with radiological assistant of Department of Stereotactic and Radiation Neurosurgery, Michal Schmitt, Bsc, DIS, who provided me with requested information and contributed with some advice for this thesis. The practical part is separated into several chapters as well as the theoretical part. The individual chapters were divided into vascular diseases, malign tumours, benign tumours, functional diseases and radio-ophthalmology according to available literature. For transparency, each section includes a graph of the most common lesions. Moreover, these diseases are provided with short characteristics, indication for treatment, therapy itself and complications, which can occur after undergoing Leksell gamma knife treatment. Another graph provided in the conclusion of the practical part illustrates development of reported case numbers in the Czech Republic in the time horizon of Discussion chapter compares Czech results with international literature.

7 The above mentioned analysis of literature and statistical data from the Department of Stereotactic and Radiation Neurosurgery at the Na Homolce Hospital was supposed to answer the research question, whether the number of indications for Leksell gamma knife treatment is increasing. Comparison of available literature with statistical data showed that circle of indications still remains unchanged, although some are in experimental stages; however, they re not applied in clinical practice yet. Furthermore, we can say that particularly in the field of malign and benign tumours, especially for meningiomas and metastatic tumours, the number of patients who underwent Leksell gamma knife treatment is constantly increasing. In conclusion, the research question was answered and defined objectives were achieved. The results of this bachelor thesis can serve to students of the Radiological assistant program as further educational material. Keywords Lars Leksell, stereotactic radiosurgery, gamma knife

8 Prohlášení Prohlašuji, ţe svoji bakalářskou práci jsem vypracoval samostatně pouze s pouţitím pramenů a literatury uvedených v seznamu citované literatury. Prohlašuji, ţe v souladu s 47b zákona č. 111/1998 Sb. v platném znění souhlasím se zveřejněním své bakalářské práce, a to v nezkrácené podobě v úpravě vzniklé vypuštěním vyznačených částí archivovaných fakultou elektronickou cestou ve veřejně přístupné části databáze STAG provozované Jihočeskou univerzitou v Českých Budějovicích na jejich internetových stránkách, a to se zachováním mého autorského práva k odevzdanému textu této kvalifikační práce. Souhlasím dále s tím, aby toutéţ elektronickou cestou byly v souladu s uvedeným ustanovením zákona č. 111/1998 Sb. zveřejněny posudky školitele a oponentů práce i záznam o průběhu a výsledku obhajoby kvalifikační práce. Rovněţ souhlasím s porovnáním textu mé kvalifikační práce s databází kvalifikačních prací Theses.cz provozovanou Národním registrem vysokoškolských kvalifikačních prací a systémem na odhalování plagiátů. V Českých Budějovicích dne Lukáš Ryvola

9 Poděkování Děkuji Mgr. Zuzaně Freitinger Skalické, Ph.D., za trpělivost, přínosné rady a postřehy během psaní této bakalářské práce. Závěrem patří velké poděkování mé rodině za podporu.

10 Obsah Úvod Teoretická část Současný stav Historie Leksellova gama noţe Fyzikální princip stereotaktické radiochirurgie Charakteristika ionizujícího záření Interakce ionizujícího záření Absorbovaná dávka Leksellův gama nůţ Stereotaktický rám Plánovací systém Průběh vlastní léčby na LGK Systém zabezpečování jakosti při radiochirurgii Metoda procesního stromu Procesy zajišťující jakost Kontrola jakosti Leksellova gama noţe Chyby v lokalizaci lézí Kontrola stereotaktického rámu Plánovaní a optimalizace léčby Léčba Mechanické chyby Základní účinky ionizujícího záření na ţivý organismus Změny na molekulární úrovni Změny na úrovni buněčné Buněčný cyklus Fyziologické procesy v buňkách a tkáních po ozáření Radiobiologické rozdíly mezi frakcionovaným a jednorázovým ozářením Cíl práce a výzkumné otázky Cíle práce Výzkumná otázka Metodika Metoda sběru dat Výzkumný soubor Výsledky Vaskulární onemocnění Arteriovenózní malformace Indikace

11 4.1.3 Léčba Komplikace Benigní nádory Meningeomy Vestibulární Schwanom Adenom Maligní nádory Mozkové metastázy Gliomy Funkční onemocnění Neuralgie trojklanného nervu Esenciální (primární) neuralgie Atypická neuralgie Symptomatická neuralgie trojklanného nervu navazující na demyelinizační onemocnění Postherpetická neuralgie trigeminu Trigeminální autonomní bolesti hlavy Talamotomie Extrapyramidové poruchy pohybu Epilepsie Oftalmoradiochirurgie Technické zvláštnosti oftalmoradiochirurgie Uveální melanom Glaukom Diskuze Závěr Seznam informačních zdrojů Seznam obrázků Seznam grafů Přílohy

12 Seznam použitých zkratek APS - automatický polohovací systém CT - computed tomography, výpočetní tomografie DICOM - Digital Imaging and Communications in Medicine DSA - digitální subtrakční angiografie IAEA - International Atomic Energy Agency IRSA - International RadioSurgery Association LET - linear energy transfer, lineární přenos energie LGK - Leksell gamma knife, Leksellův gama nůţ LGP - Leksell GammaPlan (plánovací systém Leksellova gama noţe) MR - magnetická rezonance OER - oxygen enhacement ratio, kyslíkový efekt OSRN - Oddělení stereotaktické a radiační neurochirurgie Nemocnice Na Homolce PET - pozitronová emisní tomografie SÚJB - Státní úřad pro jadernou bezpečnost České republiky 12

13 Úvod Obsah této bakalářské práce se zaměřuje na moţnosti vyuţití Leksellova gama noţe. Pro mě osobně je tato radiochirurgická metoda velmi fascinující. Ať uţ se jedná o absenci otevřeného operačního přístupu, multidisciplinární spolupráci více lékařských oborů nebo o rychlý čas celkové rekonvalescence spolu s vysokoprocentní úspěšností samotné léčby. Leksellův gama nůţ je v dnešní době plnohodnotnou součástí stereotaktické radiochirurgie. Radiochirurgie jako obor není konkurencí běţné operace otevřenou cestou, ale tvoří jednu z komponent komplexní léčby, kdy se značná část pacientů léčí více způsoby otevřenou operací, radiochirurgií, frakcionovanou radioterapií, medikamentózní léčbou nebo neuroradiologickou endovaskulární intervencí. V současnosti Leksellův gama nůţ jiţ nemá aureolu jakési exkluzivní metody dostupné pro velmi úzký okruh pacientů, ale je vyuţíván v léčbě mnoha onemocnění. V první části této práce věnuji pozornost historii Leksellova gama noţe, kde jsou stručně popsány nejdůleţitější etapy vývoje přístroje. Dále zmiňuji základní fyzikální vlastnosti ionizujícího záření, přehled interakcí apod., které povaţuji za základní klíč k uchopení celé problematiky. Výše zmíněné pojmy také mohou pomoci studentům oboru radiologický asistent k zopakování osnov učiva. Teoretická část navazuje popisem jednotlivých komponent LGK, samotným průběhem ozařování a systémem zajištění jakosti léčby. Závěrečná kapitola teoretické části se věnuje radiobiologii a účinkům ionizujícího záření na tkáně. Výzkumná část bakalářské práce představuje nejčastější indikace k léčbě Leksellovým gama noţem, které jsou obohaceny o analýzu statistických dat z Oddělení stereotaktické a radiační neurochirurgie Nemocnice Na Homolce. Cílem práce je analyzovat počet pacientů a nejčastější diagnózy léčené pomocí Leksellova gama noţe. Další cíl se pak zaměřuje na analýzu neţádoucích účinků léčby. 13

14 1 Teoretická část 1.1 Současný stav Leksellův gama nůţ lze definovat jako přístroj, který se pouţívá v oblasti radiochirurgie. Jeho princip spočívá ve vyuţití sloţitých stereotaktických měření a paprsků γ záření pronikajících k loţisku v lebce tak, ţe není zapotřebí lebku otevřít (Vokurka et Hugo, 2007). Hlava nemocného se fixuje v kovové helmici s otvory jednotlivých kolimátorů. Dochází tak k redukci divergence paprsků a stoupá přesnost. Obecná snaha spočívá v docílení co nejprudšího spádu intenzity záření (gradientu) na okrajích ozařovaného objektu a tím minimálního ozáření okolí. K centraci cílového objemu slouţí charakter patologického procesu dostupného z vyšetření CT nebo MR. Podstatným detailem zůstává skutečnost, ţe Leksellovým gama noţem lze ozářit loţisko v maximálním průměru zhruba 3 cm (Zeman et al., 2006). 1.2 Historie Leksellova gama nože Synonymem pro radiochirurgii jako lékařského oboru se bezpochyby stal Leksellův gama nůţ. Je to logický vývoj, protoţe autorem této neurochirurgické disciplíny je právě Lars Leksell, jehoţ gama nůţ je stále symbolem zlatého standardu v oblasti radiochirurgické léčby, kdy se vyuţívá jednorázového lokálního svazku k intrakraniálnímu ozáření. Během 50. aţ 80. let minulého století se jistými formami vyuţívalo fokálního ozáření, kde zdrojem byly těţké vysokoenergetické částice urychlované v synchrocyklotronu. Druh tohoto záření byl vyuţíván k intervencím v oblasti tureckého sedla. Nádory situované v selární oblasti však nebyly zaměřovány pomocí stereotaktické metody, ale pomocí rentgenových vyšetření. Byl to Lars Leksell, který svými zkušenostmi a inovativním myšlením dokázal propojit radiační postupy spolu se stereotaktickou technikou. Lars Leksell v roce 1947 navázal ve Philadelphii spolupráci se zakladatelem stereotaxe Henry Wycisem a později ve Stockholmu pak celou metodu dále samostatně 14

15 rozvíjel. Výsledkem se stalo cílené ozáření Gasserova ganglia při neuralgii trojklanného nervu za pomoci vlastního arkopolárního stereotaktického systému. Tento systém byl doplněn o konvenční rentgenovou lampu. K celkové realizaci mozkové radiochirurgie však bylo zapotřebí mnoho trpělivosti. Působení pomocí stereotaxe na bolesti trojklanného nervu přinášelo dobré výsledky a vedlo k záměru mít vliv na neutěšitelnou bolest (kvalitně ohraničené léze nacházející se v jádrech thalamu), která postihovala různé oblasti lidského těla. Bylo ale zřejmé, ţe k destrukci mozkové tkáně nebude rentgenové záření stačit. Nekrotizujícího efektu se tedy dosáhlo tím, ţe záření s vyšší energií bylo z mnoha zdrojů fokusováno do jednoho bodu. Leksell pak spojil síly s radiobiologem Börje Larrsonem, který pracoval se synchrocyklotronem v institutu G. Wernera v Uppsale. Technická náročnost prováděných experimentů, souvisejících s celkovou nákladností zařízení, ale nevedla k základnímu předpokladu snadnému klinickému vyuţití. Výsledky experimentů inspirovaly Leksella k vytvoření tzv. gama jednotky. Tato speciálně konstruovaná jednotka vyuţívala radioaktivního gama záření s cílem ozářit nitrolebně uloţená loţiska. První typ Gamma Unit 1 byl představen v roce Zaměřoval se na funkční neurochirurgii. V začátcích provozu první gama jednotky byly nejčastěji prováděné tzv. gamatalamotomie odstraňující neutišitelné bolesti a také gamakapsulotomie, které pomáhaly řešit obsedantní neurózy a úzkostné stavy. Výsledky léčby byly efektivní a ukázaly, ţe léčený pacient je vystaven pouze nepatrnému riziku morbidity a zátěţ spolu s mortalitou je prakticky rovná nule. Neurochirurgický tým Larse Leksella zahrnoval desítky odborníků, kteří se zabývali různými aspekty stereotaktické techniky. Důleţité je vyzdvihnout osobnost Erika-Olof Backlunda, který se zaslouţil o mnoho modifikací stereotaktického instrumentária a také rozšíření léčby o nitrolební nádory. Nádory v oblasti tureckého sedla byly prozkoumány jako první, protoţe je bylo moţné zaměřit pomocí rentgenového záření. V té době byly kraniofaryngeomy a adenomy hypofýzy schopné prověřit celkové moţnosti radiochirurgie nádorů. Léčba těchto lézí vyţadovala velké úsilí, protoţe tehdy ještě neexistovaly počítače, a fyzikové tak museli všechny diagramy 15

16 přepočítávat ručně. Dále také bylo nutné, aby dávka poskytující kýţený léčebný efekt splňovala definovaný tvar a objem nádoru. S rozšiřujícími se indikacemi léčby se roku 1975 zařadily do provozu nové kolimátory s širším průměrem a průřezem cirkulárního tvaru umoţňující ozařování větších objemů. Vznikl tak druhý typ gama jednotky s názvem Gama Unit 2, jejíţ součástí byl i první počítačový program pro plánování. Celková činnost Larse Leksella se soustředila jak na spolupráci s radiofyziky (teoretický základ radiochirurgie), tak na testování další indikací, zahrnující vestibulární schwannomy, arteriovenózní malformace, pineální tumory a radiační hypofyzektomii. Souběţně se také modifikoval stereotaktický systém od přilby zhotovené ze sádry, přes hliníkový fixační rám aţ do současné finální podoby tzv. G-frame, která nabízí vyuţití široké řady stereotaktických postupů v kombinaci se všemi aktuálně dostupnými zobrazovacími metodami. Zcela zásadní vliv na rozvoj oboru radiochirurgie měly počítače, protoţe umoţnily zobrazení cíle léčby pomocí počítačové tomografie, nukleární magnetické rezonance a digitální subtrakční angiografie. Počítače rovněţ dokázaly rychle a velmi přesně zpracovat ozařovací plány. Netrvalo dlouho a metoda dvacet let fungující na bázi klinických experimentů začala expandovat do celého světa. Leksellův vynález přešel do fáze rutinního vyuţití. Osmdesátá léta minulého století přinesla pro výrobce první zakázky z Buenos Aires, Sheffieldu, Bergenu a Pittsburghu. Výrobce opatřil nové verze přístroje větším počtem kolimátorů o průměru 4-18 mm a celý přístroj získal chráněný název Leksellův gama nůţ. S narůstající poptávkou a celkovým rozšířením výroby došlo i k potřebným zlepšením. Po modifikaci prvního modelu s názvem U byl modifikován i model B. Zlepšení B modelu spočívalo v usnadnění výměny zdrojů záření. Inovace na modelu C znamenala zavedení částečné robotizace úkonů prováděných manuálně. To mělo za následek zvýšení spolehlivosti a přesnosti procesu ozáření. Systematické zlepšování v nejnovějším modelu Perfexion přineslo posílení robotizačních prvků, moţnost léčebně působit na celou oblast hlavy a krku a zvýšení celkového komfortu 16

17 pro pacienta. Přirozeně se také zdokonalují plánovací systémy. Plánovací systém KULA je jiţ minulostí a nahradila ho několikrát zdokonalená verze programu GammaPlan. Rozhodujícím momentem, kdy se metoda léčby pomocí Leksellova gama noţe začala celosvětově šířit, bylo proniknutí na americká pracoviště. Devadesátá léta znamenaly pro léčbu gama noţem obrovský boom a počet takto léčených pacientů exponenciálně narůstal. V současnosti je celosvětově naistalováno 266 přístrojů, na kterých bylo dohromady léčeno přes 400 tisíc pacientů. Počty pacientů jsou v jednotlivých centrech značně variabilní. Udává se ale, ţe celosvětový průměr na jedno pracoviště činí 285 pacientů za kalendářní rok (Liščák et al., 2009). 1.3 Fyzikální princip stereotaktické radiochirurgie Fyzikální princip léčby za pomoci ionizujícího záření můţeme demonstrovat právě na Leksellově gama noţi, který vyuţívá fotonů vznikajících při radioaktivní přeměně radionuklidu 60 Co na 60 Ni. Energie uvolněných fotonů vzniklých při této přeměně činí 1,17 MeV a 1,33 MeV. Vzhledem ke skutečnosti, ţe fotony nejsou nábojovým nositelem, dochází v monoenergetickém svazku k exponenciálnímu sníţení fotonů s rostoucí hloubkou průniku do daného materiálu. Ve výsledku tak dávková křivka závisí na primárním spektru fotonového svazku, jeho kolimaci, velikosti svazku a materiálu, kde se svazek absorbuje. Dávka tedy bude nejdříve směrem od povrchu nabývat své maximální hodnoty, která je pro danou energii fotonového svazku, geometrické uspořádání a absorpční materiál typická určitou hloubkou, poté s rostoucí hloubkou exponenciálně klesá. K docílení distribuce vysoké dávky v cílovém objemu se současnou minimalizací dávky do okolní zdravé tkáně je nutností vyuţít vysokého počtu izocentrických kolimovaných svazků protínajících se v jednom bodě (Liščák et al., 2009) Charakteristika ionizujícího záření Ionizující záření představuje souhrnné označení pro tok hmotných částic nebo fotonů, které mají schopnost ionizace atomů prostředí nebo excitaci jejich jader. Toto 17

18 záření vzniká při jaderných procesech, kdy se jádro či obal atomu stává excitovaným. Během excitace dochází k energetické instabilitě. Zpět do rovnováţného stavu se jádro či obal atomu dostává tím, ţe vyzáří energii v podobě částic nebo fotonů elektromagnetického záření. Vznik ionizujícího záření úzce souvisí se skladbou atomových jader i samotných atomů. Je proto důleţité si uvědomit, ţe atomy se principiálně skládají z protonů, elektronů a neutronů. Protony a neutrony (které souhrnně nazýváme jako nukleony) tvoří atomové jádro. Elektrony pak po vymezených drahách vykonávají pohyb kolem jádra. Nukleonové (hmotnostní) číslo A, psané jako horní index, charakterizuje celkový počet protonů a neutronů v jádře. Protonové, či jinak také atomové číslo Z, uváděné dolním indexem, udává počet všech protonů v jádře (tím i zároveň počet elektronů v obalu). Toto číslo také jednoznačně definuje postavení prvku v Mendělejevově periodické tabulce, čímţ také dochází k objasnění chemického hlediska. Rozdíl mezi nukleonovým a protonovým číslem udává počet neutronů v jádře atomu. Jako izotopy označujeme nuklidy se stejným počtem protonů. Ionizující záření můţeme rozdělit do dvou skupin - přímo a nepřímo ionizující. První skupina záření (přímo ionizující) je sloţena z nabitých částic (částice α, β, elektrony, pozitrony a protony), které mají schopnost vyvolat ionizaci s pomocí vlastní, dostatečně silné kinetické energie. Fotony a neutrony, které tvoří sloţku nepřímo ionizujícího záření, samy prostředí ionizovat nemohou. Avšak při interakcích s prostředím jsou schopné uvolnit částice sekundární, které jiţ vlastnost ionizace mají. Dále můţeme klasifikovat ionizující záření jako tzv. korpuskulární. To je specifikováno elektrickým nábojem, kinetickou energií a klidovou hmotností. Dle hmotnosti pak částice rozdělujeme na lehké (elektrony a pozitrony), středně těţké (mezony) a těţké (částice α, protony a neutrony). Fotonové ionizující záření nabývá dvojitého charakteru, protoţe má vlastnosti jak elektromagnetického vlnění, tak částic s nulovou hmotností. Do skupiny fotonového ionizujícího záření zahrnujeme fotonové záření γ a rentgenové záření. Tato záření mají stejnou fyzikální podstatu. Rozdíl je zde dán pouze vlnovou délkou a tím, ţe γ záření vzniká v jádře atomu. Rentgenové záření vzniká tak, ţe elektron nacházející se v obalu 18

19 atomu interaguje s těţkými atomy situovanými v materiálu anody (Kolektiv autorů, 2016) Interakce ionizujícího záření Interakce ionizujícího záření s látkou se v základu projevuje jako přeměna energie. Výsledkem je vznik tzv. sekundárního záření, které se od primárního často liší fyzikální kvalitou. Oba druhy záření vyvolávají ionizaci, a to buď přímo, nebo nepřímo. Dále dochází k tvorbě vysoce reaktivních volných radikálů. Konečná fáze je symbolem transformace značné části energie na teplo. Úbytek energie primárního záření lze snadno popsat např. pomocí lineárního přenosu energie (LET linear energy transfer). Tento číselný údaj popisuje v daném prostředí ztrátu energie částice, která připadá na jednotkovou délku její dráhy. Hodnoty LET mohou nabývat různých velikostí poměrně nízkých u fotonového záření, či velmi vysokých u fragmentů vznikajících při jaderném štěpení, záření α apod. Při průchodu svazku ionizujícího záření látkou se lze přesvědčit o tom, ţe některé z částic tohoto svazku různým způsobem zanikají dochází k absorpci záření. Naopak jiné částice se mohou z původní trajektorie pohybu odchýlit a opustit tak primární svazek. V tomto případě mluvíme o tzv. rozptylu záření. Zmíněné jevy sniţují intenzitu původního svazku a souhrnně je označujeme pod pojmem útlum. Jakékoli záření, které interaguje s prostředím, je stochastickým procesem, jehoţ pravděpodobnost závisí na tzv. účinném průřezu všech atomů nacházejících se v ozařovaném tělese či objemu. Tento průřez ale není identický s geometrickým průřezem těchto atomů. Důvodem je obtíţná definice jak geometrického průřezu, tak méně pravděpodobnější interakce okrajových částí atomu neţ s jeho hlubšími strukturami. Celkově rozlišujeme čtyři základní interakce fotonů ionizujícího záření. Jedná se o pruţný (Rayleighův) rozptyl, fotoelektrický jev, Comptonův rozptyl a tvorbu elektron-pozitronových párů. Při pruţném rozptylu atom absorbuje kvantum záření a poté přechází do stavu excitace, kdy okamţitě vydává záření o stejné energii 19

20 původního fotonu. Změna směru šíření je u lehkých atomů a relativně nízkých energií zanedbatelná. Z medicínského hlediska ale není tento rozptyl příliš zajímavý (Hrazdira et Mortenstein, 2001) Fotoelektrický jev Fotoelektrický jev probíhá tak, ţe celá energie kvanta záření γ je předána některému elektronu nacházejícím se v elektronovém obalu absorbujícího materiálu, nebo elektronu volnému (např. kovy). Část energie fotonu se spotřebuje na uvolnění elektronu a zbytek tvoří kinetickou energii vzniklého fotoelektronu. (Navrátil et Rosina, 2005, s. 350). Poté foton γ způsobující fotoelektrický jev zaniká a jeho energie je předána fotoelektronu, který své okolí ionizuje. Elektron je vyraţen z atomu, který je v excitovaném stavu. Nastává situace, kdy excitovaný atom emituje elektromagnetické záření o frekvenci, která se rovná rozdílu energie základního a vzbuzeného stavu. Vzrůstající atomové číslo absorpčního materiálu zvyšuje pravděpodobnost interakce fotoelektrickým jevem a je vyšší u nízkých energií γ záření (např. vzduch). Se stoupajícími hodnotami energií pravděpodobnost fotoelektrického jevu klesá (Navrátil et Rosina, 2005) Comptonův rozptyl Pokud foton záření γ interaguje s vyšší energií, nastává Comptonův rozptyl. Jen část energie fotonu γ je při této interakci předána elektronu absorpčního materiálu. Elektron, který získá kinetickou energii, se dává do pohybu a je odchýlen od původní trajektorie primárního fotonu o úhel φ. Úhel ψ pojednává o odchýlení sekundárního fotonu s niţší energií (tj. s větší vlnovou délkou). Sekundární fotony jsou rozptýleny v rozmezí a jejich energie závisí na úhlu rozptylu. Při zpětném rozptylu, kdy je úhel ψ 180, klesá energie primárního fotonu nejvíce. Děj se může několikrát opakovat, až foton ztratí tolik energie, že převládne pravděpodobnost jeho zániku fotoelektrickým jevem. (Navrátil et Rosina, 2005, s. 352). Hodnota energie záření γ činí při Comptonově rozptylu asi 0,5 aţ 5 MeV, přičemţ není závislá na protonovém čísle absorpčního materiálu (Navrátil et Rosina, 2005). 20

21 Tvorba elektron-pozitronových párů Elektron-pozitronové páry vznikají v případě, ţe energie záření γ je velmi vysoká. Pravděpodobnost tvorby roste úměrně atomovému číslu absorbátoru. Během tohoto děje dochází k transformaci energie fotonu za vzniku elektronu a pozitronu, které mají kinetické energie E k,e a E k,p. Součet hybností nově vytvořeného páru má menší hodnotu neţ původní hybnost fotonu. Přítomnost jádra nebo částice je tedy nutností k převzetí části hybnosti fotonu. Kinetické energie se pak mezi elektron a pozitron rozdělují libovolně. Podmínka pro tvorbu párů vznikající z energetické bilance říká, ţe energie fotonu musí mít větší hodnotu, neţ energie, která prezentuje dvě klidové hmotnosti elektronu (2,51 MeV = 1,02 MeV). Ke ztrátě kinetických energií elektronu a pozitronu dochází excitací a ionizací. Kdyţ kinetická energie fotonu klesne na hladinu odpovídající rychlosti tepelných pohybů, foton se spojí s libovolným elektronem. Výsledkem je opět přeměna jejich hmotnosti na elektromagnetické záření. Nejčastěji tak dochází ke vzniku dvou kvant, z nichţ kaţdé má energii 0,51 MeV odpovídající klidové hmotnosti elektronu. Tato vzniklá kvanta mají pak pohyb navzájem opačný. Ţivotnost pozitronu je přibliţně 10-7 s. Výše uvedenou přeměnu hmotnosti na elektromagnetickou vlnu lze označit pojmem anihilace (Beneš et al., 2011) Absorbovaná dávka Přenos energie nepřímo ionizujícího záření na prostředí je umoţněn jak uvedenými interakcemi, tak uvolněním sekundárních nabitých částic, které se v prostředí absorbují. Transfer této energie lze popsat veličinou zvanou kerma. Kermu (z anglického kinetic energy released per unit mass) lze definovat jako součet počátečních kinetických energií všech nabitých částic uvolněných fotony v objemovém elementu o dané hmotnosti. Jednotkou kermy v soustavě SI je J.kg -1 či Gray, stejně jako u jednotky absorbované dávky. Kerma má charakter nestochastické makroskopické veličiny, ale pro malý objemový element energetický přenos vykazuje stochastické fluktuace. Je velmi důleţité si uvědomit, ţe kerma je vztaţena na hmotnostní element absorpčního materiálu, proto vţdy musíme uvedený materiál definovat. Např. kerma ve vzduchu, 21

22 kerma ve vodě apod. Kerma představuje energii uvolněnou v objemovém elementu o hmotnosti materiálu, tudíţ je blízce spojena s absorbovanou energií v daném objemu a má proto v dozimetrii velmi důleţitou úlohu (Liščák et al., 2009; Podgoršak, 2005). Definici absorbované dávky je moţné zapsat jako podíl energie W D ionizujícího záření absorbovaného objemovým elementem a hmotností m látky obsaţené v tomto elementu. V soustavě SI má absorbovaná dávka jednotku J.kg -1 se speciálním názvem Gray (Gy). Kerma je závislá na interakcích probíhajících pouze v materiálu hmotnostního elementu, zatímco absorbovaná dávka závisí i na sekundárních částicích vytvořených v okolí hmotnostního elementu, které do něj vstoupily. V současné době povaţujeme absorbovanou dávku za nejlepší fyzikální indikátor biologické odezvy, kterou lze na rozdíl od kermy dobře měřit několika způsoby (kalorimetricky, ionizačně, chemickou dozimetrií apod.) Další nespornou výhodu má hodnota absorbované dávky ve vodě. Je totiţ velice blízká lidské tkáni a slouţí tak k specifikaci mnoţství záření v klinické praxi (Reichl et Všetička, 2006; Liščák et al., 2009). 1.4 Leksellův gama nůž Jak jiţ bylo uvedeno, LGK je izotopický ozařovač, aktuálně komerčně dostupný v nejnovějším modelu Perfexion. Vlastní systém je sloţen z následujících komponent: radiační jednotky obsahující čtyři kolimační helmice a léčebné lůţko, Leksellova stereotaktického instrumentária a plánovacího systému GammaPlan. Obrázek 1 Schéma Leksellova gama nože Zdroj: aboutcancer.com,

23 Zdroje záření jsou umístěny v centrální jednotce kónického tvaru. Kaţdý ze 192 zdrojů (rozmístěných po osmi na sobě nezávisle pohyblivých sektorech) je sloţen z několika válcovitých pelet 60 Co. Tyto pelety měří v délce a průměru 1 mm. Kolimační systémy (4, 8 a 16 mm) usměrňující emitované záření z kaţdého zdroje mohou být libovolně vzájemně kombinovány. Umoţňují téţ zastínění určitých sektorů, čímţ dochází k zajištění optimální prostorové dávkové distribuce a šetření kritických struktur. Kolimátorové těleso obsahuje celkem 576 otvorů. Servomotory řídí pohyb zdrojů do ozařovacích poloh, které jsou v poloze zdroje vypnuty lokalizovány mezi kolimátory 4 a 8 mm a jsou plně stíněné. Velikosti wolframových kolimátorů 4 a 8 mm jsou stejné jako u předchozích modelů, ale kolimátory o velikosti 14 a 18 mm z předchozích modelů byly nahrazeny rozměrem 16 mm. Hlavní těleso ozařovací jednotky se zhotovuje z oceli, pohyblivé stínící dveře ve vodorovném směru pak z nerezové oceli. Pacient je vybaven stereotaktickým rámem a fixován k ozařovacímu lůţku. Nastavení vybraných souřadnic zabezpečuje pohyb celého lůţka, na němţ pacient v klidu leţí (Šimonová et Liščák, 2011; Bhatnagar, 2009; Liščák et al., 2009) Stereotaktický rám Stereotaktický rám je koordinačním systémem, který zajišťuje neměnnou polohu vůči mozkovým strukturám. Mezi jeho funkce patří provedení všech nezbytných vyšetřovacích metod, jednoznačná definice libovolného bodu s pomocí tří koordinát vůči vybranému počátku koordinačního systému, garance stability dostatečné přesnosti při diagnostických procedurách a vlastní realizace stereotaktického ozáření. 23

24 Obrázek 2 Stereotaktický rám Zdroj: archives.starbulletin.com, 2001 Po získání základních vstupních dat z diagnostických snímků s vyznačenou lokalizací léze začíná vlastní léčebný proces. Prvním krokem je nasazení stereotaktického rámu. Stereotaktický rám pro LGK je opatřen čtyřmi hliníkovými šrouby, jejichţ hroty jsou zhotoveny z titanu a pevně se opírají do lamina externa lebeční kosti. Z důvodu nedostatečné osifikace a rigidity kalvy nelze rám aplikovat na hlavu dítěte zhruba do 2 let věku. Vlastní konstrukce rámu je rovněţ zhotovena z nemagnetických slitin hliníku a titanu. Neurochirurg stanoví polohu podpěrných sloupků a rámu na hlavě nemocného tak, aby cílová léze byla co nejblíţe středu koordinačního systému. Díky tomuto postupu se předchází potencionální kolizi rámu s kolimátorem ozařovače. Následuje aplikace lokální anestezie a nasazení rámu. Pod kaţdý fixační šroub je nanášena dezinfekce a lokální anestezie (subkutánně). U neklidných pacientů a dětí mladších 12 let je individuálně zváţena potřeba celkové anestezie. Aby během zákroku nedošlo k posunutí rámu, musí být rám pevně fixován. Kontrola dotaţení se provádí jak při nasazení rámu, tak i před vlastní léčbou pomocí torzního momentového klíče (Liščák et al., 2009). 24

25 Stanovení rozměrů hlavy Data o velikosti hlavy jsou nezbytným podkladem k plánování na plánovacím systému LGK. Získaná čísla se liší jak velikostí hlavy pacienta, tak polohou, ve které je stereotaktický rám nasazen. Jednotlivá měření se provádějí pomocí speciální plastikové helmice kulovitého tvaru, jejíţ střed je geometricky identický se stereotaktickým rámem, na který se helmice nasazuje. Kulovitá helmice obsahuje 24 měřících otvorů. První otvor je situován na vrcholu, další otvory jsou uloţeny podél tří na sebe navazujících kruhů. Kaţdý z otvorů má vůči středu helmice jiný azimutální úhel. Nepřímé stanovení tloušťky tkáně od středu rámu k povrchu hlavy bývá provedeno tak, ţe s pomocí jednoduchého měřítka je provedena vzdálenost od lebky k povrchu helmice. Získaná data jsou zadána do plánovacího systému a mají korekční funkce při vypočítávání absorpční dávky. Obrysy hlavy na řezech MR nebo CT zobrazení musí být těsně obkrouženy obrysem hlavy vykresleným počítačem na základě provedeného měření. Měření parametrů hlavy slouží také k rychlé kontrole polohy rámu při frakcionované stereotaktické radioterapii prováděné na LGN. (Liščák et al., 2009, s. 34). Dalším parametrem měření je délka sloupků od základny stereotaktického rámu a délka šroubů vyčnívajících ze sloupků. Tyto informace umoţnují po zadání do plánovacího systému odhalit případné kolize rámu a sloupků. V drtivé většině případů ke kolizím nedochází, protoţe lze vhodně zvolit úhel sklonu hlavy pacienta v kolimační helmici (Liščák et al, 2009) Plánovací systém Za posledních patnáct let doznal plánovací systém LGK podstatných změn. Prvotní software dovolil pouze výpočet rozloţení absorbované dávky a jeho dvoudimenzionální tisk. Nevýhodou bylo manuální překládání izodózy přes snímky pocházející z MR, CT nebo angiografických vyšetření. S příchodem systému Leksell GammaPlan jiţ bylo moţné srovnání izodózních křivek s lokalizačními snímky v reálném čase, čímţ se značně urychlil plánovací proces. Samotný plánovací software obsahuje potřebné fyzikální a technické parametry, dovolující simulovat realizaci ozáření a provádět 25

26 výpočty pro konkrétního pacienta, který je indikován k léčbě gama noţem. Software je sloţen z několika základních modulů. Prvním modulem jsou základní data o pacientovi. Tento modul je uzpůsoben k vloţení identifikačních údajů, diagnózy pacienta, geometrie hlavy a stereotaktického rámu. Modul nesoucí název základní fyzikální data vypočítává dávku a dávkové rozloţení, poskytuje kvantitativní hodnocení ozařovacího plánu. Podstatným detailem je skutečnost, ţe data uloţená v tomto modulu jsou pro všechny pacienty společná, a pokud není plánovací systém správně kalibrován a kontrolován, nemůţe být systém pouţíván. Modul práce s obrazy načítá veškeré obrazové materiály, které byly obdrţeny při vyšetření v DICOM formátu, a to jak s indikátorem lokality, tak i bez ní. Výhodou tohoto modulu je registrace obrazů z CT, PET, MR nebo DSA. Modul přenosu ozařovacího plánu do LGK tiskne vytvořený plán a přenáší potřebná data do ovládacího počítače gama noţe. Např. souřadnice jednotlivých izocenter, úhel náklonu hlavy, velikost kolimátoru apod. Ovládací počítač poté koordinuje celý proces ozáření - automatické zadání souřadnic a jejich kontrolu, určení časového horizontu ozařování atd. (Liščák et al., 2009) Plánování léčby Vlastní radiochirurgický zákrok na Leksellově gama noţi se neobejde bez vytvoření ozařovacího plánu. Ten představuje resumé všech fyzikálních, technických a medicínských údajů. První volbou při intrakraniálním či intraokulárním vyšetřování patologických loţisek je magnetická rezonance. Arteriovenózní malformace ještě doplňuje angiografické vyšetření (v závislosti na zásobujícím cévním řečišti). Důvodem vyuţití MR spočívá v nejkvalitnějším zobrazení jak mozkové tkáně, tak uvnitř uloţených patologických procesů (Novotný et Šemnická, 2010; Šlampa et Petera et al., 2007). Plánování léčby standardně vyuţívá roviny axiální. Plánovací systém ovšem umoţňuje definici a rekonstrukci obrazu v rovině koronální a sagitální, takţe lze s výhodou identifikovat např. průběh optické dráhy nebo jiné kritické struktury. Současné plánovací systémy lze paralelně vyuţít k práci s ostatními dostupnými vyšetřovacími modalitami (MR, CT, PET, angiografie). Rovněţ lze provést stereotaktickou definici pomocí fúze obrazu referenčního vyšetření bez pouţití 26

27 stereotaktického rámu. Velikost dávky aplikované na okraj patologické léze (tzv. minimální dávka) je závislá objemu, lokalizaci, předchozí léčbě a stanovení histologického typu léze. Plánovací systémy LGK dávají moţnost vytvořit histogram jak pro patologický cílový objem, tak i pro okolní kritické struktury. Porovnání zmíněných histogramů slouţí jako měřítko kvality ozařovacího plánu. Pro stereotaktickou radiochirurgii je typická nízká integrální dávka pro okolní zdravou mozkovou tkáň, takţe lze léčbu opakovat, např. u nově vzniklých mozkových metastáz nebo lokálních recidiv (Šlampa et Petera et al., 2007). Správnou funkci plánovacího systému podmiňuje jeho správná kalibrace s ohledem na řadu dozimetrických údajů nutných pro výpočet relativní a absolutní dávky. Zejména se jedná o parametry dávkového příkonu a datum jeho měření, dále pak o output faktory jednotlivých kolimátorů, jejich dávkové profily atd. Proces kalibrace probíhá při přejímce plánovacího systému pod dohledem odpovědného fyzika a následně je pravidelně kontrolován. Sestavení vhodného ozařovacího plánu je výsledkem multidisciplinární spolupráce neurochirurga, radiačního onkologa a radiačního fyzika. Zodpovědnost za lokalizaci a definici cílového objemu, aplikovanou dávku záření spolu s vlastním léčebným postupem nese lékař. Naopak za správnost výpočtu ozařovacího času a technickou realizaci zodpovídá radiologický fyzik. Všechny osoby účastnící se plánování ozařování musí být velmi dobře obeznámené s postupy uvedenými v příručce Leksell GammaPlan. Finální výčet všech dílčích postupů při plánování je následující: zadání základních údajů pacienta, zadání geometrie hlavy spolu s geometrií stereotaktického rámu, načtení stereotaktických lokalizačních obrazových vyšetření daného pacienta a jejich definice. Poté následuje definice cílového objemu, vlastní plánování léčby, optimalizace ozařovacího plánu s předepsáním dávky, kontrola kvality a bezpečnosti ozařovacího plánu, kontrola fyzikálních parametrů ozařovacího plánu, revize technické realizace a optimalizace realizace plánu a vlastní schválení plánu s jeho vytištěním a přenosem do ovládací konzole LGK (Novotný et Šemnická, 2010). 27

28 1.4.3 Průběh vlastní léčby na LGK Předpisy základních pravidel radiační bezpečnosti při práci s ionizujícím zářením jsou dány v zákoně č. 18/1997 Sb. a Vyhlášce SÚJB č. 307/2002 Sb. U Leksellova gama noţe tak mohou pracovat pouze zaměstnanci kategorie A, splňující všechny poţadavky z výše citovaného zákona a kteří jsou řádně proškoleni ohledně obsluhy přístroje. Pacientova bezpečnost a kvalita léčby se zakládá na přesném pouţití zhotoveného ozařovacího plánu. Bezpečnost při práci s automatickým polohovacím systémem zajišťují mnohonásobné jistící prvky prakticky nedovolující chybný krok. Samotný proces ozařování probíhá v plně automatizovaném reţimu s asistencí automatického polohovacího systému (APS). Před zahájením provozu je důleţité zkontrolovat ozařovač a příslušenství. Další krok spočívá v kontrole schopnosti ozařovače vykonávat provoz. Tato kontrola spočívá v denní zkoušce provozní stálosti, denní a týdenní kontrole Leksellova gama noţe. Následuje kontrola stavu potřebných pomůcek pro stereotaktickou lokalizaci MR, CT či angiografii, dále pak kontrola úplnosti rámů a jejich sestavení, kontrola funkčnosti plánovací jednotky, příslušenství (tiskárny) a propojení s řídící konzolí. Během vlastního procesu léčby se pak ozařování provádí důsledně dle ozařovacího plánu, který musí odsouhlasit sluţbu konající lékař, radiolog a radioterapeut. Ve výjimečných situacích lze ozařování začít jen při vědomí lékaře a fyzika. Před transferem dat z plánovacího systému (TPS) dochází k vizuální kontrole pacienta a jeho identifikačního štítku s ozařovacím plánem. Přenos se potvrzuje do řídící konzole. Aplikující lékař zodpovídá za správnost dotaţení šroubů na rámu pacienta pomocí momentového klíče, eventuálně provádí kontrolní měření hlavovou helmicí. Pacient je uloţen na ozařovací lůţko, a pokud to plán vyţaduje, musí být provedena kontrola průchodnosti. Jestliţe výpočty TPS vykazují případné kolize, je na místě věnovat zvláštní pozornost těmto zásahům. Pacientovi jsou sděleny nezbytné informace o průběhu ozařování a moţnosti komunikace s obsluhujícím personálem v ovládací místnosti. V průběhu zákroku sledujeme: pohyb stolu při jeho zasouvání do ozařovací polohy, automaticky nastavované souřadnice, ozařovací čas, polohu pacienta při ozařování, jeho reakce a případné klinické projevy. Také se kontroluje správnost 28

29 odzáření jednotlivých zásahů a jejich zápis do ozařovacího protokolu spolu s vyznačením do ozařovacího plánu. Po skončení ozáření je vytištěn ozařovací plán, data o záření jednotlivých zásahů jsou uloţena do plánovacího systému a také je proveden záznam do ozařovacího protokolu. Zkompletovaná dokumentace pak musí obsahovat: základní identifikační list pacienta s měřením hlavy, ozařovací protokol z LGP, histogramy, obrazovou dokumentaci a vytištěný plán odzářených zásahů. Závěr pak patří úklidu ozařovacích pomůcek, přídavných zařízení a samotného pracoviště. APS systém je uveden do základní polohy a ozařovač vypnut příslušným centrálním klíčem. Samozřejmostí je zabezpečení pracoviště a uloţení klíčů na předem stanovené místo. Stínící vchodové dveře se při odchodu nezavírají (Novotný et Šemnická, 2010). 1.5 Systém zabezpečování jakosti při radiochirurgii Radiochirurgie, stejně jako radioterapie obecně, má za cíl dodat do cílového objemu přesně stanovenou dávku záření při maximálním šetření okolní zdravé tkáně. Je logické, ţe velmi malý nárůst dávky můţe významnou měrou ovlivnit nejen pravděpodobnost úspěšného vyléčení, ale i potencionální riziko nevratného poškození pacienta. Pro dosaţení přesné a reprodukovatelné dávky musí být splněny určité podmínky. První poţadavek se týká dodrţení stanovených geometrických parametrů svazku záření a naplánovaných dozimetrických kritérií. Zkoušky dlouhodobé stability, provozní stálosti, preventivní prohlídky a údrţba ozařovacích zařízení pomáhají plnit výše uvedené nároky. Prevenci moţných chyb lze udrţet důsledným dodrţováním dobře zavedeného a vypracovaného systému zabezpečení jakosti a havarijní připravenosti. Radiochirurgie jako komplexní proces stojí nejen na objemném mnoţství nejrůznější techniky (diagnostické přístroje, plánovací systém, ozařovač, dozimetrická technika apod.), ale i na spolupráci lidí různých profesí (lékaři, fyzici, radiologičtí asistenti, všeobecné sestry, pracovníci servisu atd.). V současné době existují určité metodické postupy neustále zvyšující kvalitu a bezpečnost léčených pacientů (Liščák et al., 2009). 29

30 1.5.1 Metoda procesního stromu Tato metoda má za úkol monitorovat proces léčby jako celek. Vytvořený procesní strom přináší porozumění jednotlivým krokům (a jejich vzájemnému propojení), které mají být v proceduře či léčebném procesu pouţity. Kaţdá hlavní větev symbolizuje hlavní část procesu, v níţ jsou umístěny další vedlejší větve označující vedlejší komponenty léčby. Nejmenší části stromu odpovídají malým příspěvkům zakomponovaným do celého procesu. Metoda procesního stromu se aplikuje bez rozdílu na všechny pacienty podstupující léčbu gama noţem. Pokud dojde k selhání, chybě v léčbě nebo při nejhorším k radiologické události, pravděpodobně nebyl jeden nebo více kroků proveden správně. Lokalizace a akumulace chyb na procesním stromu napomáhá nalézt slabá místa, která pak lze eliminovat zavedením nových postupů či modifikací postupů starých (Liščák et al., 2009) Procesy zajišťující jakost Gama nůţ pouţívaný v Nemocnici Na Homolce lze provozovat ve dvou základních reţimech. V první z nich se pracuje s tzv. automatickým polohovacím systémem (APS), který nastavuje jednotlivé zásahy pro vypočtené souřadnice automaticky. V druhém provozním módu se nastavují souřadnice ručně (trunions). I kdyţ jsou nemocní léčeni převáţně prvním reţimem, bylo nutné vytvořit procesní stromy pro oba módy. Reţim zadávání souřadnic ručně má svůj procesní strom rozšířen o větev chyby nastavení, jinak jsou podstatné části pro oba reţimy společné. V následujících odstavcích budou stručně zmíněny jednotlivé kroky vedoucí k zajištění jakosti LGK (Liščák et al, 2009) Kalibrace Leksellova gama nože Pod pojmem kalibrace Leksellova gama noţe rozumíme sadu měření prováděných během instalace přístroje nebo výměně jeho zdrojů. Pokud poločas rozpadu 60 Co činí 5,26 let, probíhá obměna zdrojů jednou za 6 aţ 7 let. Právě u výše uvedených procedur se provádí přejímací zkouška. Ta je dána zákonem a provádí ji osoba s oprávněním Státního úřadu pro jadernou bezpečnost (SÚJB). Obsahuje prověření mechanických, 30